Qual é o conjunto dos quatro números quânticos do elétron mais energético do átomo do elemento ferro Z 26?

Os números quânticos são quatro:

• Principal (n);
• Secundário (l);
• Magnético (m ou ml);
• Spin (s ou mS).

Eles têm a função de localizar os elétrons na eletrosfera de um átomo, motivo pelo qual não existem elétrons que tenham os quatro números quânticos iguais.

Número quântico principal

O número quântico principal (n) é aquele que indica os níveis de energia, ou seja, a camada eletrônica em que o elétron está.

As camadas eletrônicas K, L, M, N, O, P e Q em torno do núcleo atômico são representadas, respectivamente, pelos seguintes números quânticos principais 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7:

Por exemplo, o átomo de hidrogênio apresenta apenas um próton em seu núcleo e, consequentemente, um elétron na sua eletrosfera. Este elétron está localizado na primeira camada eletrônica, logo, seu número quântico principal é 1.

Leia sobre camada de valência.

Número quântico secundário

O número quântico secundário, azimutal ou de momento angular (l) é aquele que indica os subníveis de energia, ou seja, o subnível energético a que o elétron pertence.

Os subníveis de energia s, p, d e f representam, respectivamente, os seguintes números quânticos secundários 0, 1, 2 e 3:

s: l = 0;
p: l = 1;
d: l = 2;
f: l = 3.

Observe que cada subnível permite um número máximo de elétrons: s = 2; p = 6; d = 10 e f = 14.

Leia sobre Diagrama de Pauling.

Número quântico magnético

O número quântico magnético (m ou m1) é aquele que indica os orbitais no espaço onde os elétrons se encontram, ou seja, a região mais provável de encontrar um elétron dentro de um subnível de energia.

• O subnível s possui 1 orbital, que é o orbital (0) e abriga até 2 elétrons;
• O subnível p possui 3 orbitais, que são os orbitais (0), (+1) e (-1) e abrigam até 6 elétrons;
• O subnível d possui 5 orbitais, que são os orbitais (-2), (-1), (0), (+1) e (+2) e abrigam até 10 alétrons;
• O subnível f possui 7 orbitais, que são os orbitais (-3), (-2), (-1), (0), (+1), (+2) e (+3) e abrigam até 14 elétrons.

Número quântico de spin

O número quântico de spin (s ou mS) é aquele que indica o sentido de rotação do elétron dentro de um orbital.

Um orbital abriga no máximo dois elétrons. Se a rotação do elétron é no sentido negativo, a seta que o representa está direcionada para cima e o número quântico spin é -1/2.

Em contrapartida, se o orbital de um subnível for positivo, a rotação é no sentido positivo, o qual é representado por uma seta para baixo e o número quântico spin é +1/2.

Exemplo do elemento ferro (26Fe)

Distribuição eletrônica do ferro: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

1. Tendo em conta que o seu elétron mais energético se encontra na camada 3, então, n = 3;
2. Seu subnível é d, então, l = 2;
3. O subnível d possui 5 orbitais. Ao distribuir os elétrons, o último fica no orbital -2, então, m = -2.
4. O spin (s) é +½ , de acordo com o sentido do último elétron preenchido no orbital.

Resumo sobre números quânticos

O que é distribuição eletrônica?

A distribuição eletrônica é a forma como os elementos químicos são ordenados de acordo com a sua energia. É a partir dela que os números quânticos conseguem localizar os elétrons.

Exercícios resolvidos sobre números quânticos

Questão 1

(UFPA) Os números quântico principal “n” , secundário “l”, magnético “m” do elétron mais energético do átomo de cloro são respectivamente:

(Dado Cl: Z=17)

a) 3, 1, 0
b) 3, 1, +1
c) 2, 0, +1
d) 2, 1, -1
e) 2, 3, 0

Ver Resposta

Alternativa correta: a) 3, 1, 0.

A distribuição eletrônica do átomo de cloro é:

K - s2
L - 2s2 2p6
M - 3s2 3p5

Observe que o último subnível preenchido foi o 3p, sendo assim, o número quântico principal é 3 e o secundário é 1.

O subnível p apresenta 3 orbitais. Ao distribuir os 5 elétrons neles, temos:

Note que o último elétron foi inserido no orbital 0, logo, seu número quântico magnético é 0.

Questão 2

(UERN/2015) A principal aplicação do bromo é a produção de brometo de etileno, que é utilizado em combustíveis para motores, com o intuito de evitar a acumulação de chumbo no interior dos cilindros.

Considerando que o número atômico do bromo é 35, afirma-se que ele possui:

I. O número quântico principal igual a 4.
II. 3 orbitais completos.
III. 5 elétrons no nível de valência.
IV. O número quântico magnético igual a 0.
V. 5 elétrons na última camada, com número quântico azimutal igual a 1.

Estão corretas apenas as afirmativas

a) I e IV.
b) I, II e V.
c) III, IV e V.
d) I, II, IV e V.

Ver Resposta

Alternativa correta: d) I, II, IV e V.

A distribuição eletrônica do átomo de bromo é:

K - 1s2
L - 2s2 2p6
M - 3s2 3p6 3d10
N - 4s2 4p5

I. CORRETO. O elétron mais energético está localizado na quarta camada eletrônica;

II. CORRETO. O subnível 4s tem apenas um orbital, abriga até 2 elétrons e está preenchido. Já o subnível 4p apresenta 3 orbitais e apenas dois deles estão prenchidos. Por isso, temos 3 orbitais completos.

III. ERRADA. A quarta camada é o nível de valência e nela existem 7 elétrons (4s2 4p5).

IV. CORRETO. Distribuindo os 5 elétrons no subnível p, temos:

V. CORRETO. O número quântico azimutal (l) é aquele que indica o subnível de energia que o elétron pertence. No caso do subnível p, l = 1.

Adquira mais conhecimento com os conteúdos:

• Tabela Periódica
• Modelos Atômicos
• Exercícios sobre a Tabela Periódica
• Exercícios sobre Estrutura Atômica

Referências Bibliográficas

ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BROWN, T.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005.

BRADY, J. E.; HUMISTON, G.E. Química Geral; Tradução por Cristina Maria Pereira dos Santos e Roberto de Barros Faria. 2ª ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1996.

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

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